La teoría cinético-molecular establece que la energía asociada a los movimientos moleculares internos es la responsable de los fenómenos caloríficos, y llega a demostrar que cuando se promedian las energías cinéticas individuales de las partículas en movimiento, la energía que resulta es directamente proporcional a la temperatura del cuerpo expresada en grados Kelvin. Representando ese valor medio por < E_c> y la temperatura en grados Kelvin por T, lo anterior puede expresarse en la forma:

T ˜ < Ec >

siendo ˜ el símbolo de proporcionalidad directa.

A mayor energía cinética media (mayor movimiento de las partículas) mayor choque entre ellas , mayor temperatura.
A menor energía cinética media (menor movimiento de las partículas) habrá menos choques entre ellas, menor temperatura.

La energía cinética por Kelvin es:
Por mol 12,47 J
Por molécula 20,7 yJ = 129 μeV

En condiciones estándar de presión y temperatura (273,15 K) se obtiene que la energía cinética total del gas es:

Por mol 3406 J
Por molécula 5,65 zJ = 35,2 meV

Junto a la definición de la temperatura, basada en nuestro sentido del tacto y apoyada en la observación de los fenómenos correspondientes, que la presenta como una propiedad que caracteriza el grado de calor de los cuerpos y rige su transmisión de unos a otros, la teoría cinética propone otra, compatible con la anterior, pero que ofrece la ventaja de explicar cuál es su naturaleza. La temperatura es una medida del nivel de esa agitación térmica o interna de las partículas que constituyen un cuerpo, nivel expresado por el valor de su energía cinética media. Cuanto mayor es la energía media de agitación molecular, tanto mayor es la temperatura que detecta la sensibilidad del hombre y que miden los termómetros.